Co jsou ty van der Waalsovy síly zač?
Van der Waalsovy síly jsou způsob, jakým jedna molekula může ovlivnit druhou, aniž by s ní vytvořila vazbu. Existují tři typy těchto sil:
Prvním typem jsou tzv. coulombické síly, tedy přitahování a odpuzování nábojů. Jak už jsem v kapitole o chemické vazbě zmínil několikrát, atomy, které jsou vázány polární vazbou, mají nerovnoměrně rozložené elektrony, čímž na nich vzniká parciální kladný a záporný náboj. Tyto náboje však nepůsobí pouze na atomy v rámci jedné molekuly, ale mohou působit i na atomy jiných molekul, a tak je slabě přitahovat nebo odpuzovat.
Těmto silám se také někdy říká „dipól-dipólové interakce”. Říct, že má molekula dipól, je v podstatě totéž, jako říct, že je polární.
Druhým typem jsou tzv. indukční síly. Na molekulách, které jsou jinak neutrální a mají rovnoměrně rozložené elektrony (např. \mathrm{N}_{2}), může dojít ke vzniku parciálních nábojů, a to přitažením elektronů úplně jinou polární molekulou. Dříve neutrální molekula tak získá kladný a záporný náboj, jímž bude dále působit na ostatní molekuly. Pokud se takovýmto způsobem stane nepolární molekula polární, říká se také, že získává „indukovaný dipól”.
Posledním a nejčastějším typem van der Waalsových sil jsou tzv. disperzní síly. Atomy nikdy nezůstávají v klidu a neustále kmitají. Stejně tak elektrony se kvůli stejnému náboji navzájem nesnášejí a snaží se sobě vyhnout, čímž může dojít k porušení rovnoměrného rozložení elektronové hustoty molekuly a krátkému vzniku parciálního náboje. Jinými slovy, i když je molekula nepolární, neustálým pohybem elektronů se její nepolarita může čas od času slabě porušit.
Výše uvedené síly jsou pojmenovány podle Johannese Diderika van der Waalse, který je objasnil. Mají za následek, že mnohé malé molekuly drží při sobě, a tvoří kapalinu nebo pevnou látku, místo aby se rozletěly do okolí a tvořily plyn. Rozhodně ale nejde o vazbu v pravém slova smyslu a disociační energie těchto interakcí jsou o několik řádů nižší než disociační energie kovalentních vazeb.
A kde je můžeš vidět v praxi? Využívají jich například gekoni, což jsou malé ještěrky, které umějí lézt po svislých stěnách. Jejich tlapičky jsou velmi členité a při kontaktu se svislou stěnou dochází k van der Waalsovým interakcím mezi molekulami na povrchu jejich nohou a molekulami stěny. Lidská noha stejného efektu nemůže docílit, protože je velmi hladká a mezi molekulami kůže a stěny je příliš mnoho vzduchu. Všimnout si jich můžeš také tehdy, když k sobě dáš dva předměty s hladkými povrchy. Jdou od sebe těžko oddělat.